登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
3.锂离子电池的基本构成
要实现上述的功能,锂离子电池内部需要包含几种基本材料:正极活性物质、负极活性物质、隔离膜、电解质。下面做简单论述,这些材料都是干嘛的。
正负极不难理解,要实现电荷移动,就需要存在电位差的正负极材料,那么什么是活性物质?我们知道,电池实际上是将电能和化学能相互转换,以实现能量的存储和释放。要实现这个过程,就需要正负极的材料很“容易”参与化学反应,要活泼,要容易氧化和还原,从而实现能量转换,所以我们需要“活性物质”来做电池的正负极。
上面已经提到,锂元素是我们做电池的优选材料,那么为什么不用金属锂来做电极的活性物质呢?这样不是可以达到最大的能量密度吗?
我们再看上面这张图,氧(O)、钴(Co)、锂(Li)三种元素构成了非常稳定的正极材料结构(图中的比例和排列仅作参考),负极石墨的碳原子排列也具有非常稳定的层状结构。正负极材料不但要活泼,还要具有非常稳定的结构,才能实现有序的,可控的化学反应。不稳定的结果是什么?想想汽油燃烧和炸弹爆炸,能量剧烈释放,这个化学反应的过程实际上是无法人为去精确控制的,于是化学能变成了热能,一次性把能量释放完毕,而且不可逆。
金属形态存在的锂元素太“活泼”了,调皮的孩子多半都不听话,喜欢搞破坏。早期针对锂电池的研究,确实是集中以金属锂或其合金作为负极这个方向,但是因为安全问题突出,不得不寻找其他更好的路径。近年来,随着人们对能量密度的追求,这个研究方向又有“满血复活”的趋势,这个我们后面会讲到。
为了实现能量存储和释放过程中的化学稳定性,即电池充放电循环的安全性和长寿命,我们需要一种电极材料,在需要活泼的时候活泼,在需要稳定的时候稳定。经过长期的研究和探索,人们找到了几种锂的金属氧化物,如钴酸锂、钛酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元等材料,作为电池正极或负极的活性物质,解决了上述问题。如上图所示,磷酸铁锂的橄榄石结构也是一种非常稳定的正极材料结构,充放电过程中锂离子的脱嵌,并不会造成晶格坍塌。题外话,锂金属电池确实是有的,但与锂离子电池相比,几乎可以忽略不计,技术的发展,最终还是要服务于市场。
当然,在解决了稳定性问题的同时,也带来了严重的“副作用”,就是作为能量载体的锂元素占比大大降低,能量密度降了不止一个数量级,有得必有失,自然之道啊。
负极通常选择石墨或其他碳材料做活性物质,也是遵循上述的原则,既要求是好的能量载体,又要相对稳定,还要有相对丰富的储量,便于大规模制造,找来找去,碳元素就是一个相对优解。当然,这并不是唯一解,针对负极材料的研究很广泛,后面有论述。
电解质是干嘛的?通俗的讲,就是游泳池里面的“水”,让锂离子能够自由的游来游去,所以呢,离子电导率要高(游泳的阻力小),电子电导率要小(绝缘),化学稳定性要好(稳定压倒一切啊),热稳定性要好(都是为了安全),电位窗口要宽。基于这些原则,经过长期的工程探索,人们找到了由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、和必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的电解质。有机溶剂有PC(碳酸丙烯酯),EC(碳酸乙烯酯),DMC(碳酸二甲酯),DEC(碳酸二乙酯),EMC(碳酸甲乙酯)等材料。电解质锂盐有LiPF6,LiBF4等材料。
隔离膜则是为了阻止正负极材料直接接触而加进来的,我们希望把电池做的尽可能的小,存储的能量尽可能的多,于是正负极之间的距离越来越小,短路成为一个巨大的风险。为了防止正负极材料短路,造成能量的剧烈释放,就需要用一种材料将正负极“隔离”开来,这就是隔离膜的由来。隔离膜需要具有良好的离子通过性,主要是给锂离子开放通道,让其可以自由通过,同时又是电子的绝缘体,以实现正负极之间的绝缘。目前市场上的隔膜主要有单层PP,单层PE,双层PP/PE,三层PP/PE/PP复合膜等。
4.锂离子电池的完整材料构成
除了上面提到的4种主要材料之外,要想把锂离子电池从实验室的一个“实验品”变成一个可以商业化应用的产品,还需要其他一些不可或缺的材料。
我们先看电池的正极,除了活性物质之外,还有导电剂和粘结剂,以及用作电流载体的基体和集流体(正极通常是铝箔)。粘结剂要把作为活性物质的锂金属氧化物均匀的“固定”在正极基带上面,导电剂则要增强活性物质与基体的电导率,以达到更大的充放电电流,集流体负责充当电池内外部的电荷转移桥梁。
负极的构造与正极基本相同,需要粘结剂来固定活性物质石墨,需要铜箔作为基体和集流体来充当电流的导体,但因为石墨本身良好的导电性,所以负极一般不添加导电剂材料。
除了以上材料外,一个完整的锂离子电池还包括绝缘片、盖板、泄压阀、壳体(铝,钢,复合膜等),以及其他一些辅助材料。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
据准格尔旗发布消息,近日,总投资27.15亿元的鄂尔多斯新创新材料有限公司年产8万吨锂离子电池负极材料项目进入投产倒计时。据了解,该项目总投资27.15亿元,主要以石油焦、针状焦和固体沥青为原料,经磨粉、造粒、低温炭化等工艺流程,生产广泛应用于动力电池及储能领域的锂离子电池负极材料,设计年
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国锂离子电池设备行业发展白皮书(2024年)》。白皮书数据显示,2023年全球锂离子电池设备市场规模达到1868.7亿元,同比增长24.2%,其中中国市场规模达到1370.5亿元。EVTank在白皮书中表示,近几年中国锂离子电池产能快速扩张为锂离子电池设备创
北极星电池网获悉,据滁州市人民政府发布消息,4月24日上午,星恒电源(滁州)年产4GWh锂离子电池项目开工仪式在中新苏滁高新区举行。据悉,该项目总投资18.3亿元,将于今年9月完成厂房建设,12月竣工投产,建成投产后可实现年产值约23.4亿元。
据长沙工信消息,4月18日,位于宁乡高新区的湖南阿斯米新材料有限公司自主研发的万吨级锂离子电池负极前驱体生产线正式启动,这是全球首台套万吨级锂离子电池负极前驱体连续自动化生产线。据了解,阿斯米公司投资30亿元建设锂离子电池石墨负极材料生产及相关设备制造基地项目,一期投资8亿元,设计年产
北极星储能网获悉,据延安招商局消息,4月22日,延安市首个锂离子电池储能项目在黄陵县举行签约仪式。该项目由上海润雅鸿真能源有限公司全资建设,总公司为天津润雅科技股份有限公司。本次签约项目位于黄陵县高新区技术产业园,总建设用地面积60亩,配置容量为300MW/600MWh的磷酸铁锂储能系统,配套一
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国小软包锂离子电池行业发展白皮书(2024年)》。白皮书数据显示,2023年全球小软包锂离子电池出货量54.8亿只,同比下滑2.6%,已经连续两年同比下滑。EVTank表示,全球小软包电池出货量的下滑叠加价格的下跌导致整个行业的市场规模在2023年同比下
日前,合康新能在在互动平台上表示,公司目前没有研发储能锂离子电池。
天力锂能4月16日在投资者互动平台表示,公司2023年研发投入占比接近往年水平,暂未研发锂硫电池。
北极星电池网获悉,据八闽国资消息,近日,宁德70000吨锂离子电池正极材料(CD车间)项目主体结构封顶仪式顺利完成。该项目是福建省重点项目,总投资24.45亿元,主要建设C、D两幢车间及相关配套,项目建成投产后,预计可年产7万吨锂离子电池正极材料。
得益于电池技术不断提升,以及中高端新能源乘用车车型增多,新能源汽车电池包容量越做越大正成为趋势。电池中国观察到,近段时间,国内多款热门中高端新车均搭载了70kWh-150kWh带电量的“大”电池包,纯电续航里程超600公里,甚至1000公里。这意味着“大”电池包已成为中高端新车标配,(超)长续航也成
北极星电池网获悉,据贝特瑞消息,4月8日上午,贝特瑞地中海年产5万吨锂离子电池正极材料项目在摩洛哥丹吉尔科技城举行开工仪式。贝特瑞地中海公司董事长杨顺毅,贝特瑞地中海公司总经理杨平州,丹吉尔地中海港集团服务板块董事长/摩洛哥丹吉尔科技城(SATT)总经理JaafarMrhardy,SATT常务副总经理/CR
据准格尔旗发布消息,近日,总投资27.15亿元的鄂尔多斯新创新材料有限公司年产8万吨锂离子电池负极材料项目进入投产倒计时。据了解,该项目总投资27.15亿元,主要以石油焦、针状焦和固体沥青为原料,经磨粉、造粒、低温炭化等工艺流程,生产广泛应用于动力电池及储能领域的锂离子电池负极材料,设计年
北极星电池网获悉,据魅力安宁消息,用地及周边地块(地块一)场地平整工程进行竣工验收。安宁产业园区第G012、G013批城镇建设用地及周边地块(地块一)场地平整工程项目作为安宁市招商引资项目的重要配套工程,旨在服务孚能科技24GWh磷酸铁锂电池项目的顺利落地。
近日,国际能源署(IEA)发布了报告《电池与安全能源转型特别报告》。报告中指出,得益于成本下降、推进创新和支持性产业政策等,2023年电池在电力行业的部署量同比增加一倍以上,其增长超过几乎所有其他清洁能源技术,对于实现气候和能源目标至关重要。报告提到,电力行业的电池储能是2023年商用增长
近日,由工业和信息化部组织起草的《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》(GB43854—2024,以下简称《技术规范》)强制性国家标准已由市场监管总局(国家标准委)发布,将于2024年11月1日正式实施。现就《技术规范》有关内容解读如下:一、《技术规范》制定的背景是什么?近年来,我国电动自行车产
为进一步提升电动自行车锂离子蓄电池质量安全水平,促进行业安全健康发展,由工业和信息化部负责组织起草的《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》(GB43854—2024,以下简称《技术规范》)强制性国家标准近日由国家市场监管总局(国家标准委)正式发布。当前,电动自行车已成为消费者日常生活的重
北极星储能网讯,4月30日,深圳市工业和信息化局关于征求《磷酸铁锂废旧电池湿法回收技术规范(征求意见稿)》地方标准意见的通告发布。以下为原文内容:各有关单位、专家:根据《深圳市市场监督管理局关于下达2023年深圳市地方标准计划项目任务的通知》要求,由深圳佳彬科技有限公司、清华大学深圳国
北极星储能网获悉,4月26日,全省首辆超级虚拟轨道列车(SRT3.0)在福建平潭开启运行测试,五一期间开跑!该列车代用了锂电池储能技术、氢燃料电池技术等多种新兴技术。据悉,SRT是中车株机公司打造的新一代城市公共交通捷运系统列车,列车身长32米、设计时速70公里,最大载客量300人,是普通公交车的4
据上海海关统计,2024年一季度,上海市出口锂离子蓄电池(以下简称“锂电池”)2257.5万个,比去年同期(下同)增加116.5%;价值118.2亿元,增长10.5%。主要特点有:一、以一般贸易出口为主,加工贸易出口增长较快一季度,上海市以一般贸易方式出口锂电池117.2亿元,增长10.4%,占99.2%;同期,以加工
恩捷股份在互动平台表示,全固态电池的产业化还有很长的路,即便未来成功了也会和锂电池、半固态电池长期并存并应用于不同领域。全固态电池的应用领域和场景主要是在高附加价值的特种用途上,例如国防、航天等。短期内,全固态电池无法挑战液态锂离子电池的主导地位。但公司持续对前沿技术革新保持着高
北极星储能网讯,4月30日,天齐锂业发布《董事会决议公告》。根据公告显示,公司董事会于2024年4月29日收到董事长蒋卫平先生的书面辞任报告。基于公司战略安排及经营管理的需要,董事会同意选举蒋安琪女士为公司董事长。天齐锂业股份有限公司董事长简历:蒋安琪女士,中国国籍,生于1987年,西南财经大
北极星储能网讯,4月26日上午,广东省佛山市顺德区招商局与广东安洋博创智能科技有限公司举行签约仪式,安洋智能的“智能化锂电池生产设备产业基地项目”落地北滘镇拓野零碳智造产业园。项目计划租用1.5万平方米厂房,投资额1亿元,固定资产投资额不少于1500万元,3年内累计经济贡献不低于3000万元。厂
北极星电池网获悉,据魅力安宁消息,用地及周边地块(地块一)场地平整工程进行竣工验收。安宁产业园区第G012、G013批城镇建设用地及周边地块(地块一)场地平整工程项目作为安宁市招商引资项目的重要配套工程,旨在服务孚能科技24GWh磷酸铁锂电池项目的顺利落地。
北极星储能网讯,4月30日,深圳市工业和信息化局关于征求《磷酸铁锂废旧电池湿法回收技术规范(征求意见稿)》地方标准意见的通告发布。以下为原文内容:各有关单位、专家:根据《深圳市市场监督管理局关于下达2023年深圳市地方标准计划项目任务的通知》要求,由深圳佳彬科技有限公司、清华大学深圳国
北极星储能网获悉,4月30日,华能山西分公司-左权电厂新增储能调频系统设备安装项目中标候选人公示发布。中标候选人第1名:江苏金马工程有限公司,投标报价:2031000元;中标候选人第2名:洋山建设集团有限公司,投标报价:2132253元;中标候选人第3名:山西新东电力工程有限公司,投标报价:2945245元
北极星储能网获悉,4月29日,江苏巴达尔能源有限公司10GWh磷酸铁锂储能系统集成项目EPC总承包招标公告发布。江苏巴达尔能源有限公司10GWh磷酸铁锂储能系统集成项目EPC总承包招标公告
4月28日,悦达集团发布了盐城市正扬钢绳有限公司1MW/2MWh磷酸铁锂工商业储能项目施工总承包招标公告。盐城市正扬钢绳有限公司1MW/2MWh磷酸铁锂工商业储能项目施工总承包包括(包含但不限于)1MW/2MWh的工商业储能系统,本储能项目为2个0.5MW/1.0MWh并网单元,总容量为1MW/2.0MWh。储能系统通过2回0.4kV
尽管一季度以来排产高于预期,动力电池产业产能过剩的现象仍然存在。行业数据显示,2024年3月,动力电池装车率跌至46%,首次跌破50%的大关。在此背景下,低成本和差异化逐渐成为行业竞争获取更多市场份额的关键点。在极致成本的驱使下,部分企业电芯价格跌至0.38元/Wh的低点,正式进入到3毛时代。与此
北极星储能网获悉,4月26日,国电南京自动化股份有限公司招标项目工程和林格尔数据中心集群绿色能源供给示范项目磷酸铁锂储能电池系统采购批次评标结果公示发布。项目位于内蒙古和林格尔新区,容量64.8MW/259.2MWh。本标段包含容量64.8MW/259.2MWh的磷酸铁锂电池系统、预制舱/集装箱/电气室内的配套设
据贵州改革消息,4月21日,以“服务和融入国家战略共赢产业发展新未来”为主题的2024中国产业转移发展对接活动(贵州)在贵阳举办。此次活动上,贵州毕节磷煤化工一体化项目签约,金额730亿元。据悉,“贵州毕节磷煤化工一体化项目”拟投资建设年产150万吨磷酸铁和80万吨磷酸铁锂项目,配套建设磷化工
湖南裕能4月22日在投资者互动平台表示,到2023年年末,公司已有磷酸铁锂设计产能约70万吨,有效产能约56万吨。
近日,融和元储成功中标新华水力发电有限公司2024年度磷酸铁锂电化学储能系统集中采购。本次招标磷酸铁锂电化学储能系统集中采购规模4GWh,包括3GWh的0.5C系统(2h系统)和1GWh的0.25C系统(4h系统)。融和元储将为2024年度新华发电投资建设的新能源发电项目磷酸铁锂电化学储能系统提供全套的解决方案
4月1日,随着伊通220千伏变电站通信电源技改工程结束,方形铝壳结构、叠片式的磷酸铁锂电池第一次被应用在国网吉林省电力有限公司通信系统内。这是目前吉林省建成并投入试运行的首套电力通信磷酸铁锂电池系统。该系统存储容量1200安时,可在四平市伊通地区供电异常时保证伊通220千伏变电站通信站供电30
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!